特种轮式越野车辆驻车制动现状及发展趋势

尹顺良，赵松，周伟

（中国北方车辆研究所，北京 100072）

在讨论特种轮式越野车辆的驻车制动方案和性能时，很容易和民用汽车相比。民用汽车的驻车制动方案，主要有两种类型：（1）手刹杆操纵后轮边鼓式制动器方案，配合真空助力液压伺服制动系的行车制动方案构成整车的制动系统，其广泛应用于前盘后鼓的家用小汽车；（2）手制动阀气动操纵气压鼓式制动器或气压盘式制动器方案，行车制动采用全气压驱动，轮边制动器集成了行车制动和驻车制动的功能，其广泛应用在卡车或公交车辆上，最典型的特征就是驻车时有较大的排气噪声。

相对于民用车辆来说，特种轮式越野车辆的驻车制动采用了相同或相似的零部件或方案，但有其自身的特点：（1）驻车指标要求高，按照特种轮式越野车辆通用规范的要求，其驻车制动坡度应该达到40%（约22 度）以上，部分车辆应到达60%（约31 度）；（2）为了提高行车制动的稳定性，特种轮式越野车辆开始采用盘式制动器，而在盘式制动器上增加驻车制动功能很难；（3）即使采用中央驻车制动器，摩擦副直径过大的制动器也不便于在特种轮式越野车辆的地板下有限的空间里安装。这些特点的存在，使得特种轮式越野车辆的驻车制动在配置和车上布置有其自身的要求。

按照驻车制动位置的不同，驻车制动可以分为中央驻车和轮边驻车；按照操纵加力的方式不同，可以分为手刹杆人力操纵、气动操纵、液压操纵和电子驻车操纵；按照制动器的形式不同，主要可以分为盘式制动器驻车和鼓式制动器驻车。本文在综述和评价国内特种轮式越野车辆的驻车制动方案的基础上，给出了驻车制动在轮式车辆应用上的发展趋势。

1 国内特种轮式越野车辆驻车制动的技术现状

1.1 气动操纵带驻车制动功能的轮边鼓式制动器方案

这种方案和一般货车和公交车的驻车制动方案是一样的，结构上利用集成了行车制动和驻车制动的鼓式制动器和弹簧储能双腔气室（如图1）。弹簧储能双腔气室的行车腔A 从11 口进气时，驻车弹簧f 被压缩，推杆b 在回复弹簧c推动下解除了驻车；排气时，驻车弹簧推动推杆实现驻车；在驻车状态，拧紧解锁螺母g 压缩驻车弹簧，即可实现驻车制动的解除。为满足不同的制动推力的要求，弹簧储能双腔气室有不同尺寸型号可供选择，目前，国内外的产品型号可以互换通用。该驻车方案主要借鉴奔驰2026 越野车的技术，现在广泛应用在国内在役的特种轮式越野车上。如某型4×4特种轮式越野车，采用后轴2 个轮边制动器提供驻车力矩。受制于鼓式制动器的制动稳定性，其整体制动性能还有进一步提升的空间；另外，轮边的弹簧储能双腔气室占用较大的轮舱空间，给布置带来不便。

1.2 气动操纵带驻车制动功能的轮边盘式制动器方案

该方案相对于2.1 的驻车方案，弹簧储能双腔气室没有变化，仅制动器变为盘式制动器。其制动稳定性有很大提升，但轮边安装空间要求大，尤其对有转向和驱动能力的轮边，这个缺点没有改善。最近几年，国内研制成功气压盘式制动器，这种方案才得以于2013 年应用到某型8×8 特种轮式越野车上。民用载重货车也逐渐开始应用这种驻车方案。

1.3 手刹杆操纵鼓式制动器中央驻车方案

中央驻车制动方案较多地应用在采用液压盘式制动器作为行车制动的车辆上，因受到轮边空间的限制，目前，液压盘式制动器没有驻车制动的功能。这种方案采用棘轮棘爪实现驻车锁止和解除、转换臂实现力和行程的转换、柔性拉索满足车上的走向变化需要，节省了轮边安装空间，但车内的布置较复杂。

1.4 手刹杆操纵盘式制动器中央驻车方案

这种方案相对2.3 的方案，变化在制动器变为机械操纵式盘式制动器。应用到吨位较大的特种轮式越野车辆，要满足60%驻坡指标要求还有一定困难。

1.5 弹簧制动缸操纵鼓式制动器中央驻车方案

该方案相对于2.3 的方案，主要变化在操纵方式采用气室取代了手刹杆，和2.3 的方案，可以提供更大的操纵拉力，适合于车辆吨位相对较大的车辆。在实车上布置时，制动气室和中央鼓式制动器都布置在地板下，轮边结构相对简单。该方案在国内工程机辆、卡车等都有应用。

2 国外特种轮式越野车辆驻车制动的应用现状

图1 弹簧储能双腔制动气室结构图

采用轮边弹簧制动气室实现轮边驻车的情况，在国外特种轮式越野车中应用的很少，采用中央驻车的较多。主要考虑到弹簧制动气室占用了较大的轮舱空间，特别是有转向要求的轮边和悬挂跳动量的情况。苏联/俄罗斯研制BTR系列轮式装甲车辆，采用液压鼓式制动器的行车制动方案，轮边结构很紧凑，驻车制动采用了手刹杆操纵鼓式制动器的中央驻车方案；瑞士皮蓝哈、美国斯特赖克和台湾地区的某型8×8，行车制动采用了液压盘式制动器，轮边结构也很简洁，驻车制动也采用了中央驻车方案，不同之处为采用的是液压操纵液压盘式制动器的中央驻车方案。

3 特种轮式越野车辆驻车制动的发展趋势

3.1 传统的驻车制动方案将会长期存在和不断改进

传统的驻车制动方案，如气动操纵鼓式制动器轮边驻车方案，在控制好产品质量、改进轮边制动器散热能力后，还是较合理、成熟的技术方案，特别是可以依托广阔的汽车市场的产品；气动操纵盘式制动器轮边驻车方案，如果能预留较大的轮边空间前提下，会是驻车制动方案不错的选择；由手刹杆操纵中央制动器的方案，还会在吨位不大的车辆上使用。

3.2 液压盘式驻车制动器，将会在大吨位特种轮式越野车辆上得以应用

液压盘式驻车制动器，相比与气动操纵的驻车制动器来说，占用的空间小，给桥和轮边的布置带来了便利；同时，制动卡钳内碟片弹簧产生较大的推力，可以提供更大的制动力矩以满足较大吨位车辆的驻坡要求。而国内现有多个型号的在研特种轮式越野车辆，曾发生轮边部件和车体、转向件、传动件发生位置干涉的情况，或者驻车力矩不足不能满足指标要求。因此，液压盘式驻车制动器在大吨位特种轮式越野车辆应用更有意义。

3.3 电子驻车在中等吨位的特种轮式越野车辆上得到率先应用

电子驻车EPB（Electric Park Brake）在家用小汽车上应用已经很普遍，在特种轮式越野车辆上的应用还没出现。但是，特种轮式越野车的行驶路况更复杂，驾驶员在驻坡、坡道起步等的操作上，其劳动强度很大。如果设计出电子驻车系统，将会极大改善其工作条件。同时，因大吨位车辆较多采用气动操纵的驻车方案，其操纵劳动强度不大，小吨位车辆的手动操纵劳动强度相对较小，而中等吨位的特种轮式越野车辆手刹杆的操纵的劳动强度较大，最适合进行电子驻车的改造工作。进行电子驻车的改造，主要有两个方式：（1）用电子控制齿轮齿条机构，代替驻车制动的操纵手刹杆，其余的部件如拉索、拉杆、制动器等保持不变。（2）采用电机控制的齿轮减速机构直接压紧鼓式制动器的制动蹄或盘式制动器的制动块。

4 结语

特种轮式越野车辆驻车制动，在满足军用车辆的指标要求、满足复杂路面行驶驻车的需要前提条件下，应尽可能采用结构简单、使用可靠的部件和方案，并且使驾驶员操作方便。因驻车制动方案和行车制动方案相关，在方案设计上应统筹考虑。在工作方向上，传统驻车技术应该持续改进，新技术进行技术突破，如液压盘式驻车制动器和电子驻车制动。